先进复合材料设计与制造实验室(DMAC)

Lab for Design and Manufacturing of Advanced Composites

实验室简介:

依托SDIM的多学科、跨领域科研团队,在新型纤维增强复合材料设计与制造方向开展前沿研究。聚焦以碳纤维复合材料为基础的产品、结构、设备与交通运输装备的轻量化及功能化战略领域,开展复合材料产品结构与功能一体化研发。

PI: 周利民

研究方向:

  1. 先进复合材料构件成型工艺技术

  2. 高性能热塑性复合材料技术

  3. 连续纤维热塑、热固性复合材料的铺丝铺带技术及3D打印技术

  4. 新型轻量化工业机器人技术

  5. 嵌入式感知智能碳纤维复合材料结构技术

  6. 连续碳纤维复合材料储能技术

在研项目:

机器人轻量化设计

项目负责人:周利民吴元庆

 

该项目旨在探索碳纤维复合材料CFRP等在工业机器人结构部件设计中的应用,尤其针对高速/高推重比的应用场景,以提出一套基于CFRP的机器人轻量化设计、参数辨识与控制一体化理论与方法为目标,开展以下研究:研究CFRP设计参数和机器人结构的力学性能之间的映射关系,将复合材料工程与机器人工程的研究问题紧密联系起来;借助机器人几何学工具(微分几何、李群、旋量、对称空间)、计算设计工具和结构拓扑优化工具、探索基于CFRP材料的机器人构型、结构设计一体化方法;研究基于CFRP的轻量化机器人关节和机械臂柔性对机器人系统动力学建模、参数辨识以及控制的影响因素,并最终形成基于CFRP的机器人轻量化设计、参数辨识与规划控制一体化理论与方法。

机器人实验室

PI:吴元庆

现有设备:

实验室空间约一百平方米,拥有多台六轴机器人,轻量化机器人样机,传送带机器人模组,四足机器人,FARO激光扫描测量臂、FARO激光跟踪仪,NI CompactRIO控制器、数据测量采集板卡,示波记录仪,DVS相机,多目相机,激光雷达,力矩传感器,3D打印机,多种类型电机等设备以及PolyWorks、NASTRAN、MARC、ADAMS、Solidworks等正版软件以满足实验需求。

 

 

机器人参数一体化辨识

项目负责人:吴元庆
 

现有机器人绝对定位精度大多数较低,为了提高该精度而对机器人运动学、动力学参数进行标定需要较为昂贵的设备以及复杂的标定过程。相对于传统的刚性机械臂,柔性关节机械臂具有质量轻、体积小、能耗低等特点,其应用范围越来越广。柔性关节机械臂的建模以及控制方法的研究有非常重要的实际意义,从而引起了国内外许多学者的关注。本项目根据工业机器人的工作场景特点,建立一套标定方案对机器人从建模、测量、辨识、补偿算法四方面以提高机器人的绝对定位精度,拓展机器人应用场景;对于关节电机进行重新选型与性能测试;立足于动力学辨识的方法,建立起工业机器人的动力学模型,基于模型进行智能控制,并利用NI的CompactRIO控制器进行硬件系统的设计开发;在机器人控制器开发的基础上,对机器人进行标定后的补偿,提高机器人绝对定位精度。